JP5626894B2 - Mold for powder molding - Google Patents
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Description
本発明は、足部を有する粉末成形体を成形する粉末成形用金型に関する。 The present invention relates to a powder molding die for molding a powder molded body having a foot.
足部を有する粉末成形体を成形する金型として、ダイと複数の下パンチとによって形成された凹部に金属粉末を充填した状態で、前記凹部の上方から上パンチを下降させて金属粉末を加圧成形するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。 As a mold for forming a powder molded body having a foot portion, the metal powder is added by lowering the upper punch from above the concave portion while filling the concave portion formed by the die and the plurality of lower punches with the metal powder. What is pressure-molded is known (for example, refer to Patent Document 1).
図5は、従来の粉末成形用金型の側断面図であり、(a)は加圧直前の状態、(b)は加圧途中の状態、(c)は加圧後の状態を示している。この粉末成形用金型100は、金属粉末が充填される大孔部101aを有するダイ101と、前記大孔部101aの上方に昇降可能に配設された上パンチ102と、前記大孔部101aの下方に昇降可能に配設された第1下パンチ103と、この第1下パンチ103に形成された小孔部103aの下方に昇降可能に配設された第2下パンチ104とを備えている。
FIG. 5 is a side sectional view of a conventional powder molding die, where (a) shows a state immediately before pressurization, (b) shows a state during pressurization, and (c) shows a state after pressurization. Yes. The
前記粉末成形用金型100により粉末成形体を加圧成形する際は、図5(a)に示すように、大孔部101a及び小孔部103aに金属粉末が充填された状態で、上パンチ102を下降させて大孔部101aの上方から金属粉末を加圧する。これにより、図5(c)に示すように、金属粉末が上パンチ102の下面と第1下パンチ103の上面とによって加圧され、粉末成形体110の本体部110aが成形される。また、第2下パンチ104が、第1下パンチ103に対して相対的に上方へ移動することにより、前記小径部103a内の金属粉末が加圧され、粉末成形体110の足部110bが成形される。
When the powder molded body is pressure-molded by the powder molding
従来の上記粉末成型用金型100では、大孔部101a内に充填された金属粉末は、図5(b)に示すように、上パンチ102の下面や各下パンチ103,104の上面に接する部分Cから順に固化していく。その固化途中において、第2下パンチ104が第1下パンチ103に対して相対的に上方へ移動する際に、前記小孔部103a内の固化していない金属粉末(図5(b)で示される領域E内の金属粉末)が、その上部開口から大孔部101a内に吹き上がるように移動する。その結果、小孔部103a内の金属粉末の量が所定量より不足するため、足部110bの密度が低下するという問題があった。
In the conventional powder molding
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、粉末成形体の足部の密度が低下するのを防止することができる粉末成形用金型を提供することを目的としている。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the metal mold | die for powder molding which can prevent that the density of the leg part of a powder molded object falls.
(1)本発明の粉末成形用金型は、本体部と、当該本体部の下方に形成された足部と有する粉末成形体を加圧成形する粉末成形用金型であって、金属粉末が充填される大孔部を有するダイと、前記大孔部内の上方に昇降可能に配設された上パンチと、前記大孔部内の下方に昇降可能に配設され、金属粉末が充填されるように前記大孔部に連通する小孔部を有する第1下パンチと、前記小孔部の下方において当該小孔部に対して昇降可能に配設され、前記足部を成形するための第2下パンチと、を備え、前記上パンチは、前記大孔部内に昇降可能に配設された上パンチ本体部と、この上パンチ本体部の下面から前記小孔部の上部開口に向けて突出しており、前記上パンチと前記第2下パンチとで前記小孔部内の固化していない金属粉末を加圧するときに当該金属粉末が前記大孔部内へ吹き上がるのを邪魔する突出部とを有し、前記突出部の高さは、前記第1下パンチの上面により加圧成形された粉末成形体の端面から、前記上パンチ本体部の下面により加圧成形された粉末成形体の端面までの高さHに対して、1/3H〜2/3Hの範囲に設定されていることを特徴とする。 (1) powder forming mold of the present invention includes a body portion, a powder mold for press molding a powder molded body having a foot portion formed below of the body portion, the metal powder A die having a large hole portion to be filled, an upper punch disposed so as to be movable up and down in the large hole portion, and disposed so as to be movable up and down in the large hole portion so as to be filled with metal powder. A first lower punch having a small hole portion communicating with the large hole portion, and a second lower punch for forming the foot portion, which is disposed below the small hole portion so as to be movable up and down relative to the small hole portion. includes a lower punch, and the upper punch, said a large hole on the punch body portion which is vertically movable disposed within, and protrude toward the upper opening of the small hole portion from the lower surface of the upper punch body portion And pressurizing unsolidified metal powder in the small hole portion with the upper punch and the second lower punch. And a projecting portion in which the metal powder interfere with the blown up into the large hole portion when the height of the protrusions, the end surface of the powder molded body formed pressure to the top surface of the first lower punch To the height H to the end surface of the powder compact that is pressure-molded by the lower surface of the upper punch main body, the range is set in a range of 1 / 3H to 2 / 3H .
本発明によれば、上パンチは、上パンチ本体部の下面から小孔部の上部開口に向けて突出する突出部を有しているため、粉末成形体の加圧成形時に上パンチを大孔部内において下降させることにより、突出部を小孔部の上部開口に近接させることができる。これにより、第2下パンチが第1下パンチに対して上方へ移動する際に、小孔部内の固化していない金属粉末がその上部開口から大孔部内に吹き上がるのを突出部によって抑制することができる。その結果、粉末成形体の足部の密度が低下するのを防止することができる。
また、第2下パンチが第1下パンチに対して上方へ移動する際に、小孔部内の固化していない金属粉末がその上部開口から大孔部内に吹き上がるのを効果的に抑制することができる。その結果、粉末成形体の足部の密度が低下するのを防止することができる。
According to the present invention, the upper punch has a protruding portion that protrudes from the lower surface of the upper punch main body portion toward the upper opening of the small hole portion. By lowering the inside of the part, the projecting part can be brought close to the upper opening of the small hole part. Thereby, when the second lower punch moves upward with respect to the first lower punch, the protruding portion suppresses the unsolidified metal powder in the small hole portion from being blown into the large hole portion from the upper opening. be able to. As a result, it is possible to prevent the density of the legs of the powder molded body from decreasing.
In addition, when the second lower punch moves upward with respect to the first lower punch, it is possible to effectively suppress the unsolidified metal powder in the small hole portion from blowing up into the large hole portion from the upper opening. Can do. As a result, it is possible to prevent the density of the legs of the powder molded body from decreasing.
(2)前記粉末成形用金型は、前記突出部の下面が、前記金属粉末を下方に加圧する加圧面とされていることが好ましい。この場合、加圧面となる突出部の下面に金属粉末が固化し易くなり、これによって固化した金属粉末は、小孔部の上部開口にさらに近接することになる。したがって、小孔部内の固化していない金属粉末がその上部開口から大孔部内に吹き上がるのを、前記固化した金属粉末によって効果的に抑制することができ、粉末成形体の足部の密度が低下するのを防止することができる。 (2) In the powder molding die, it is preferable that a lower surface of the protruding portion is a pressing surface that pressurizes the metal powder downward. In this case, the metal powder is easily solidified on the lower surface of the projecting portion serving as the pressing surface, and the solidified metal powder comes closer to the upper opening of the small hole portion. Therefore, the solidified metal powder can effectively prevent the unsolidified metal powder in the small hole portion from being blown into the large hole portion from the upper opening, and the density of the foot portion of the powder molded body can be reduced. It is possible to prevent the decrease.
(3)前記粉末成形用金型は、前記加圧面とされた前記突出部の下面が、前記第1下パンチの上面に対向しないように形成されていることが好ましい。この場合、突出部の下面と、小孔部の上部開口の周辺における第1下パンチの上面とによって、金属粉末が加圧されるのを防止することができるので、小孔部の上部開口の周辺において粉末成形体の密度が高くなり過ぎるのを防止することができる。 (3) It is preferable that the powder molding die is formed so that a lower surface of the protruding portion which is the pressing surface does not face an upper surface of the first lower punch. In this case, the metal powder can be prevented from being pressed by the lower surface of the protruding portion and the upper surface of the first lower punch around the upper opening of the small hole portion. It is possible to prevent the density of the powder compact from becoming too high in the periphery.
本発明によれば、第2下パンチが第1下パンチに対して上方へ移動する際に、小孔部内の固化していない金属粉末がその上部開口から大孔部側へ吹き上がるのを抑制することができ、粉末成形体の足部の密度が低下するのを防止することができる。 According to the present invention, when the second lower punch moves upward with respect to the first lower punch, the metal powder that has not solidified in the small hole portion is prevented from blowing up from the upper opening to the large hole portion side. It is possible to prevent the density of the legs of the powder molded body from being lowered.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る粉末成形用金型の側断面図であり、(a)は加圧直前の状態、(b)は加圧途中の状態、(c)は加圧後の状態を示している。この粉末成形用金型1は、ダイ2と、上パンチ3と、第1下パンチ4と、第2下パンチ5とを備えており、図2(a)及び(b)に示す粉末成形体Wを、所定の総加圧量(例えば、約14t)及び所定のプレススピード(例えば、13個/min)で加圧成形するのに用いられる。粉末成形体Wは、本体部W1と、当該本体部W1の下方に形成された足部W2とからなっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a side sectional view of a powder molding die according to an embodiment of the present invention. (A) is a state immediately before pressurization, (b) is a state in the middle of pressurization, and (c) is pressurization. The later state is shown. The powder molding die 1 includes a
図1において、ダイ2は、円筒状に形成されており、金属粉末(例えば、4Ni−0.5Mo−1.5Cu−0.6C−残Fe)が充填される大孔部2aを有している。また、ダイ2は、ダイプレート(図示省略)に支持されており、このダイプレートは、図示しないエアシリンダによりダイ2とともに昇降するようになっている。
In FIG. 1, the
第1下パンチ4は、ダイ2の大孔部2a内の下方に、図示しないエアシリンダにより昇降可能に配設されている。この第1下パンチ4は、円筒状に形成されており、金属粉末が充填される小孔部4aを有している。この小孔部4aは、その孔径が大孔部2aの孔径よりも小さく形成されているとともに、上部開口4a1が大孔部2aに連通している。第1下パンチ4の上面4bは、前記大孔部2aに充填された金属粉末を上方に加圧する加圧面とされている。
The first
第2下パンチ5は、円柱状に形成されており、第1下パンチ4の小孔部4aの下方に配設されている。第2下パンチ5の下端は、位置固定されたベースプレート(図示省略)上に取り付けられており、第1下パンチ4が昇降することにより、第2下パンチ5が当該第1下パンチ4に対して相対的に昇降するようになっている。第2下パンチ5の上面5aは、小孔部2aに充填された金属粉末を上方に加圧する加圧面とされている。
The second
上パンチ3は、ダイ2の大孔部2a内の上方に配設されており、図示しないエアシリンダにより昇降可能な上パンチ本体部31と、この上パンチ本体部31の下面31aから下方に突出する突出部32とを有している。
The upper punch 3 is disposed above the
上パンチ本体部31は、円柱状に形成されており、その下面31aは前記大孔部2aに充填された金属粉末を下方に加圧する加圧面とされている。この下面31aと第1下パンチ4の上面4bとによって金属粉末を加圧することにより、粉末成形体Wの本体部W1が成形されるようになっている。
The upper punch
突出部32は、上パンチ本体部31の下面31aの中心部から前記小孔部4aの上部開口4a1に向けて突出している。図3は、突出部32の拡大側断面図である。突出部32は、下方に向かって漸次縮径するように截頭円錐体状に形成されており、その側面と上パンチ本体部31の下面31aとの角度θは、例えば100〜105度の間(本実施形態では105度)の鈍角に設定されている。これにより、加圧成形後に上パンチ3を上昇させる際に、突出部32を粉末成形体Wから容易に抜き取ることができる。
The protruding
突出部32の下面32aは、第2下パンチ5の上面5aと対向するように水平に形成されており、小孔部4aに充填された金属粉末を下方に加圧する加圧面とされている。この下面32aと第2下パンチ5の上面5aとによって金属粉末を加圧することにより、粉末成形体Wの足部W2が成形されるようになっている。
The
突出部32の下面32aの直径dは、第1下パンチ4の上面4bに対向しないように、小孔部4aの孔径D(図1(a)参照)以下の長さ(好ましくは孔径Dよりも若干短い長さ)に形成されている。本実施の形態では、前記孔径Dは約3.0mm、前記直径dは約2.7mmに設定されている。
The diameter d of the
図3において、突出部32の高さhは、第1下パンチ4の上面4bにより加圧成形された本体部W1の下面(端面)から、上パンチ本体部31の下面31aにより加圧成形された本体部W1の上面(端面)までの高さH(図2(b)参照)に対して、1/3H〜2/3Hの範囲に設定されている。本実施の形態では、前記高さHは5mm、前記高さhは2.5mmに設定されている。
In FIG. 3, the height h of the
次に前述した粉末成形用金型1により粉末成形体Wを加圧成形する方法について説明する。まず、ダイ2及び第1下パンチ4をエアリンダにより所定の位置まで上昇させ、上パンチ3が上方に退避した状態で、ダイ2の大孔部2a及び第1下パンチ4の小孔部4aに金属粉末を充填させる。次いで、上パンチ3を下降させ、図1(a)に示すように、上パンチ本体部31の下面31aにより大孔部2aの上部開口を閉鎖する。
Next, a method for pressure-molding the powder compact W with the powder molding die 1 will be described. First, the
この状態から、さらに上パンチ3を下降させると、図1(b)に示すように、これに連動してダイ2及び第1下パンチ4が徐々に下降する。その際、ダイ2及び第1下パンチ4の下降量は上パンチ3の下降量よりも少ないため、大孔部2a内の金属粉末は、上パンチ本体部31の下面31aと第1下パンチ4の上面4bとの間で加圧され、小孔部4a内の金属粉末は、突出部32の下面32aと第2下パンチ5の上面5aとによって加圧される。
When the upper punch 3 is further lowered from this state, the
そうすると、大孔部2a内及び小孔部4a内の金属粉末は、図1(b)に示すように、加圧面となる前記下面31a,32a及び前記上面4b,5aに接する部分Aから順に固化していく。その際、第1下パンチ4の下降により第2下パンチ5が相対的に小孔部4a内を上昇するため、これに伴って小孔部4a内の固化していない金属粉末(図1(b)で示される領域B内の金属粉末)が、その上部開口4a1側へ押し上げられる。しかし、突出部32の下面32aが小孔部4aの上部開口4a1に近接しているため、前記領域B内の金属粉末は、突出部32に邪魔されることにより、大孔部2a内への吹き上がりが抑制される。
Then, the metal powder in the
上パンチ3を、図1(b)の状態からさらに下降させると、大孔部2a内及び小孔部4a内のすべての金属粉末が加圧されて固化し、図1(c)に示すように、粉末成形体Wが成型される。
When the upper punch 3 is further lowered from the state of FIG. 1 (b), all the metal powder in the
以上、本発明の実施の形態に係る粉末成形用金型1によれば、上パンチ3は、上パンチ本体部31の下面31aから小孔部4aの上部開口4a1に向けて突出する突出部32を有しているため、粉末成形体Wの加圧成形時に上パンチ3を大孔部2aにおいて下降させることにより、突出部32を小孔部4aの上部開口4a1に近接させることができる。これにより、第2下パンチ5が小孔部4aに対して上昇する際に、小孔部4a内の固化していない金属粉末がその上部開口4a1から大孔部2a内に吹き上がるのを突出部32によって抑制することができる。その結果、粉末成形体Wの足部W2の密度が低下するのを防止することができる。
As described above, according to the powder molding die 1 according to the embodiment of the present invention, the upper punch 3 protrudes from the
図4は、上記実施形態に係る粉末成形用金型において、上パンチの形状を変更した場合の粉末成形体の足部の密度を示す表である。図4に示すように、上パンチが突出部を有しない場合、前記足部の密度は6.5〜6.6g/cm3となっている。これに対して、上パンチが突出部を有する場合は、前記足部の密度は7.1g/cm3以上となり、突出部を有しない場合よりも足密度が高くなっているのが分かる。 FIG. 4 is a table showing the density of the foot portion of the powder molded body when the shape of the upper punch is changed in the powder molding die according to the embodiment. As shown in FIG. 4, when the upper punch does not have a protruding portion, the density of the foot portion is 6.5 to 6.6 g / cm 3 . On the other hand, when the upper punch has a protruding portion, the density of the foot portion is 7.1 g / cm 3 or more, which indicates that the foot density is higher than that when the upper punch does not have the protruding portion.
また、突出部32の下面32aが、金属粉末を下方に加圧する加圧面とされているため、加圧面となる前記下面32aに金属粉末が固化し易くなり、これによって固化した金属粉末(前記部分Aの一部)は、小孔部4aの上部開口4a1にさらに近接することになる。したがって、小孔部4a内の固化していない金属粉末がその上部開口4a1から大孔部2a内に吹き上がるのを、前記固化した金属粉末によって効果的に抑制することができ、粉末成形体Wの足部W2の密度が低下するのを防止することができる。
In addition, since the
また、加圧面とされた突出部32の下面32aが、第1下パンチ4の上面4bに対向しないように形成されているため、突出部32の下面32aと、小孔部4aの上部開口4a1の周辺における前記上面4bとによって、金属粉末が加圧されるのを防止することができる。これにより、小孔部4aの上部開口4a1の周辺において粉末成形体Wの本体部W1の密度が高くなり過ぎるのを防止することができる。
Further, since the
また、突出部32の高さhは、第1下パンチ4の上面4bにより加圧成形された本体部W1の下面(端面)から、上パンチ本体部31の下面31aにより加圧成形された本体部W1の上面(端面)までの高さHに対して、1/3H〜2/3Hの範囲に設定されているため、第2下パンチ5が小孔部4aに対して上昇する際に、小孔部4a内の固化していない金属粉末がその上部開口4a1から大孔部2a内に吹き上がるのを突出部32によって効果的に抑制することができる。その結果、粉末成形体Wの足部W2の密度が低下するのを防止することができる。
Further, the height h of the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time must be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the meanings described above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
例えば、前述した実施の形態では、突出部を截頭円錐体状に形成しているが、上パンチ本体部の下面から小孔部の上部開口に向けて突出していれば、円柱状や角柱状など、任意の形状に形成することができる。また、突出部の下面を水平に形成しているが、凹状や凸状、又は凹凸状に形成することもできる。 For example, in the above-described embodiment, the projecting portion is formed in a truncated cone shape. However, if the projecting portion projects from the lower surface of the upper punch main body portion toward the upper opening of the small hole portion, a cylindrical shape or a prismatic shape For example, it can be formed in an arbitrary shape. Moreover, although the lower surface of the protrusion part is formed horizontally, it can also be formed in a concave shape, a convex shape, or an uneven shape.
さらに、前述した実施の形態では、粉末成形用金型の下パンチは、第1下パンチと第2下パンチとに分割されているが、3つ以上に分割されていてもよい。 Furthermore, in the embodiment described above, the lower punch of the powder molding die is divided into the first lower punch and the second lower punch, but may be divided into three or more.
1 粉末成形用金型
2 ダイ
2a 大孔部
3 上パンチ
4 第1下パンチ
4a 小孔部
4a1 上部開口
5 第2下パンチ
31 上パンチ本体部
32 突出部
W 粉末成形体
W2 足部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Powder shaping | molding die 2
Claims (3)
金属粉末が充填される大孔部を有するダイと、
前記大孔部内の上方に昇降可能に配設された上パンチと、
前記大孔部内の下方に昇降可能に配設され、金属粉末が充填されるように前記大孔部に連通する小孔部を有する第1下パンチと、
前記小孔部の下方において当該小孔部に対して昇降可能に配設され、前記足部を成形するための第2下パンチと、を備え、
前記上パンチは、前記大孔部内に昇降可能に配設された上パンチ本体部と、この上パンチ本体部の下面から前記小孔部の上部開口に向けて突出しており、前記上パンチと前記第2下パンチとで前記小孔部内の固化していない金属粉末を加圧するときに当該金属粉末が前記大孔部内へ吹き上がるのを邪魔する突出部とを有し、
前記突出部の高さは、前記第1下パンチの上面により加圧成形された粉末成形体の端面から、前記上パンチ本体部の下面により加圧成形された粉末成形体の端面までの高さHに対して、1/3H〜2/3Hの範囲に設定されていることを特徴とする粉末成形用金型。 A body portion, a powder compact having a foot portion formed below of the body portion a powder mold for compression molding,
A die having a large hole filled with metal powder;
An upper punch disposed so as to be movable up and down in the large hole portion;
A first lower punch having a small hole portion which is disposed so as to be movable up and down below the large hole portion and communicates with the large hole portion so as to be filled with metal powder;
A second lower punch for forming the foot portion, which is disposed below the small hole portion so as to be movable up and down relative to the small hole portion,
The upper punch protrudes from the lower surface of the upper punch main body portion toward the upper opening of the small hole portion, and is disposed in the large hole portion so as to be movable up and down. A protrusion that obstructs the metal powder from blowing up into the large hole when pressing the unsolidified metal powder in the small hole with the second lower punch ,
The height of the projecting portion is the height from the end surface of the powder compact that is press-formed by the upper surface of the first lower punch to the end surface of the powder compact that is press-formed by the lower surface of the upper punch main body. A powder molding die characterized by being set in a range of 1 / 3H to 2 / 3H with respect to H.
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